JP3357000B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents
Ultrasound diagnostic equipmentInfo
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- JP3357000B2 JP3357000B2 JP32910898A JP32910898A JP3357000B2 JP 3357000 B2 JP3357000 B2 JP 3357000B2 JP 32910898 A JP32910898 A JP 32910898A JP 32910898 A JP32910898 A JP 32910898A JP 3357000 B2 JP3357000 B2 JP 3357000B2
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置に関
し、特に、組織性状を評価するための指標値としての公
知のIntegrated Backscatter値又はそのサイクリックバ
リエーション(周期変動)を演算可能な超音波診断装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus capable of calculating a well-known Integrated Backscatter value as an index value for evaluating tissue properties or a cyclic variation thereof (periodic variation). Related to the device.
【0002】[0002]
【従来の技術及びその課題】Integrated Backscatter
(IB)値は、主として心筋組織の硬質化や繊維化など
を診断評価するための指標値として利用されている。心
筋のある部位についてIB値を求める場合、その部位か
らのエコーのパワーが時間軸(深さ)方向に積分され、
一方、水槽中の同一深さにおかれた完全反射体からのエ
コーのパワーが同様に積分される。そして、それらの積
分値の比として、IB値が定義される。しかし、各測定
毎に水槽を利用してリファレンス計測を行うのは煩雑で
あるという問題がある。[Prior art and its problems] Integrated Backscatter
The (IB) value is mainly used as an index value for diagnosing and evaluating hardening and fibrosis of myocardial tissue. When calculating the IB value for a certain part of the myocardium, the power of the echo from that part is integrated in the time axis (depth) direction,
On the other hand, the power of the echo from the perfect reflector at the same depth in the aquarium is similarly integrated. Then, an IB value is defined as a ratio of the integrated values. However, there is a problem that performing reference measurement using a water tank for each measurement is complicated.
【0003】IB値のサイクリックバリエーションを利
用して組織性状を評価することも行われている。そのサ
イクリックバリエーションは、心周期に対応したIB値
の変動であり、その変動幅は、例えば、拡張期のIB値
(あるいはパワー積分値)と、収縮期のIB値(パワー
積分値)と、の比として定義される。例えば、正常人で
はその比が6dBあるが、心筋に疾患があるとその比が
ゼロになったり、あるいは符合が逆転したりする。[0003] Evaluation of tissue properties using cyclic variations of IB values has also been performed. The cyclic variation is a change in the IB value corresponding to the cardiac cycle, and the range of the change is, for example, the IB value (or power integrated value) in diastole, the IB value (power integrated value) in systole, and the like. Is defined as the ratio of For example, the ratio is 6 dB in a normal person, but the ratio becomes zero or the sign is reversed when there is a disease in the myocardium.
【0004】従来装置において、上記のIB値の求める
場合、上記のように、RF信号を深さ方向に沿って平均
化(積分)する処理が実行されていた。この場合、どう
しても高速のA/D変換器が必要とされ、またそれに従
って大量のデータを記憶するメモリなどが必要となる。In the conventional apparatus, when the above-mentioned IB value is obtained, the processing of averaging (integrating) the RF signal in the depth direction has been executed as described above. In this case, a high-speed A / D converter is absolutely required, and a memory for storing a large amount of data is required accordingly.
【0005】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、組織性状を評価するための指
標値を簡単な構成で演算することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to calculate an index value for evaluating tissue properties with a simple configuration.
【0006】本発明の他の目的は、上記指標値を精度よ
く演算することにある。Another object of the present invention is to calculate the index value accurately.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成す
るために、本発明は、超音波の送受波を行う送受波手段
と、前記超音波の送受波により得られた受信信号を複素
信号に変換する複素信号変換手段と、前記複素信号に基
づいてパワーを演算するパワー演算手段と、設定された
二次元の関心領域内で前記パワーに対して積分を実行す
ることにより、組織性状を表す指標値としてインテグレ
イテッドバックスキャッター値を演算する指標値演算手
段と、を含むことを特徴とする。(1) In order to achieve the above object, the present invention provides a transmitting and receiving means for transmitting and receiving an ultrasonic wave, and a reception signal obtained by transmitting and receiving the ultrasonic wave. a complex signal converter for converting the signals, and power calculating means for calculating a power on the basis of the complex signal, is set
By performing integration on the power in a two-dimensional region of interest , an integral value is obtained as an index value representing the tissue characteristics.
Index value calculating means for calculating an iterated backscatter value .
【0008】上記構成によれば、受信信号が複素信号に
変換され、その複素信号からパワーが演算される。この
場合、例えば複素信号の実数部の二乗及び虚数部の二乗
の加算値としてパワーが演算され、演算されたパワーが
二次元の関心領域にわたって積分され、これにより組織
性状を表す指標値が演算される。上記の複素信号変換手
段は例えば直交検波器であり、パワー演算手段は例えば
ラグ0で動作する自己相関器である。直交検波後の信号
はベースバンド信号であり、この結果A/D変換器の変
換速度を低減でき、比較的安価なA/D変換器を使うこ
とができ、また、データ量も減るので、メモリを節約で
きる。速度計測を行う超音波診断装置においては、一般
に自己相関器が備わっており、例えばパワー演算用とし
て同一回路(自己相関器)を利用でき、あるいは同一回
路を速度演算及びパワー演算の双方に時分割で利用でき
る。その結果、製造コストを大幅に低減できる。According to the above configuration, the received signal is converted into a complex signal, and the power is calculated from the complex signal. In this case, for example, power is calculated as the sum of the square of the real part and the square of the imaginary part of the complex signal, and the calculated power is
The index value is integrated over a two-dimensional region of interest , thereby calculating an index value representing the tissue property. The complex signal converting means is, for example, a quadrature detector, and the power calculating means is, for example, an autocorrelator operating at lag 0. The signal after the quadrature detection is a baseband signal. As a result, the conversion speed of the A / D converter can be reduced, a relatively inexpensive A / D converter can be used, and the data amount is also reduced. Can be saved. An ultrasonic diagnostic apparatus that performs velocity measurement generally has an autocorrelator, and for example, the same circuit (autocorrelator) can be used for power calculation, or the same circuit can be time-divided into both speed calculation and power calculation. Available at As a result, manufacturing costs can be significantly reduced.
【0009】[0009]
【0010】望ましくは、超音波画像上で関心領域を設
定するための関心領域設定手段を含む。 [0010] Desirably, including the region of interest setting means for setting a region of interest on the ultrasound image.
【0011】望ましくは、心臓の拡張期及び収縮期で演
算された2つの指標値を対比して周期変動の変動幅を演
算する手段を含む。望ましくは、前記周期変動はサイク
リックバリエーションである。Preferably, the apparatus includes means for calculating a fluctuation width of the periodic fluctuation by comparing two index values calculated in the diastole and the systole of the heart. Preferably, the periodic variation is a cyclic variation.
【0012】望ましくは、前記パワーの大きさと所定の
閾値とを比較する第1比較手段と、前記所定の閾値より
も前記パワーの方が大きい場合に当該パワーを有効と判
定する第1有効判定手段と、を含み、前記指標値演算手
段は、有効と判定されたパワーについてだけ積分を実行
する。血流部からのエコーパワーに比べて組織(心筋な
ど)からのエコーパワーは非常に大きく、そのような現
象を利用して、例えば関心領域内に血流が含まれる場合
でも組織由来の信号だけを弁別することが可能となる。Preferably, first comparing means for comparing the magnitude of the power with a predetermined threshold, and first validity determining means for determining that the power is valid when the power is larger than the predetermined threshold. And the index value calculating means performs integration only on the power determined to be valid. The echo power from the tissue (eg, myocardium) is much higher than the echo power from the bloodstream, and by using such a phenomenon, for example, even if the blood flow is included in the region of interest, only the signal derived from the tissue is used. Can be discriminated.
【0013】望ましくは、前記受信信号に基づいて速度
を演算する速度演算手段と、前記速度と所定の閾値とを
比較する第2比較手段と、前記所定の閾値よりも前記速
度が大きい場合に当該パワーを有効と判定する第2有効
判定手段と、を含み、前記指標値演算手段は、有効と判
定されたパワーについてだけ積分を実行する。上記構成
によれば、例えば多重反射のような固定エコーの影響を
排除して、動いている組織のみのパワーを弁別できる。Preferably, speed calculating means for calculating a speed based on the received signal, second comparing means for comparing the speed with a predetermined threshold value, and when the speed is higher than the predetermined threshold value, Second validity determining means for determining that the power is valid, wherein the index value calculating means performs integration only on the power determined to be valid. According to the above configuration, for example, the power of a moving tissue alone can be discriminated by eliminating the influence of a fixed echo such as multiple reflection.
【0014】(2)上記目的を達成するために、本発明
は、超音波画像上に関心領域を設定するための関心領域
設定手段と、超音波画像上に参照領域を設定するための
参照領域設定手段と、受信信号からパワーを演算するパ
ワー演算手段と、前記関心領域内において前記パワーを
積分して関心領域パワー積分値を演算する第1積分手段
と、前記参照領域内において前記パワーを積分して参照
領域パワー積分値を演算する第2積分手段と、前記関心
領域パワー積分値を前記参照領域パワー積分値で規格化
して、組織性状を表す指標値としてインテグレイテッド
バックスキャッター値を演算する規格化演算手段と、を
含むことを特徴とする。(2) In order to achieve the above object, the present invention provides a region of interest setting means for setting a region of interest on an ultrasonic image, and a reference region for setting a reference region on an ultrasonic image. Setting means; power calculating means for calculating power from a received signal; first integrating means for integrating the power in the region of interest to calculate a power integrated value of the region of interest; and integrating the power in the reference region. second integration means for calculating a reference area power integration value and, by standardizing the region of interest power integration value in the reference region power integration value, integrated as an index value that represents the tissue state
Standardizing means for calculating a backscatter value .
【0015】上記構成によれば、同じ表示フレーム内で
関心領域及び参照領域の両方を指定できるので、従来手
法による煩雑さを大幅に解消できる。望ましくは、前記
関心領域は心臓の心筋部位上に設定され、前記参照領域
は心臓の血流部位上に設定される。血流部のパワーは、
人によってあまり異ならないという現象を利用したもの
であり、信号のゲインの変化も規格化により排除でき
る。According to the above configuration, since both the region of interest and the reference region can be designated in the same display frame, the complexity of the conventional method can be greatly reduced. Preferably, the region of interest is set on a myocardial region of the heart, and the reference region is set on a blood flow region of the heart. The power of the bloodstream is
This is based on the fact that it does not differ greatly between people, and changes in signal gain can be eliminated by standardization.
【0016】(3)上記目的を達成するために、本発明
は、超音波画像上に、血流部位と組織部位とに跨って単
一の関心領域を設定するための関心領域設定手段と、受
信信号からパワーを演算するパワー演算手段と、前記関
心領域内の組織部位について前記パワーを積分して組織
パワー積分値を演算する第1積分手段と、前記関心領域
内の血流部位について前記パワーを積分して血流パワー
積分値を演算する第2積分手段と、前記組織パワー積分
値を前記血流パワー積分値で規格化して、組織性状を表
す指標値としてインテグレイテッドバックスキャッター
値を演算する規格化演算手段と、を含むことを特徴とす
る。(3) In order to achieve the above object, the present invention provides an ROI setting means for setting a single ROI on an ultrasonic image over a blood flow site and a tissue site. Power calculating means for calculating power from the received signal; first integrating means for calculating the tissue power integrated value by integrating the power for the tissue site in the region of interest; and the power for the blood flow site in the region of interest. A second integration means for calculating a blood flow power integrated value by integrating the above, and an integrated backscatter as an index value representing tissue properties by normalizing the tissue power integrated value with the blood flow power integrated value .
And a standardization operation means for calculating a value .
【0017】上記構成によれば、単一の関心領域の設定
を行うだけで、規格化された指標値を演算できる。According to the above configuration, a standardized index value can be calculated only by setting a single region of interest.
【0018】望ましくは、前記関心領域内における組織
部位及び血流部位の各面積を考慮して前記指標値が演算
される。この構成によれば、組織部位と血流部位の面積
が異なる場合でも、その差異に応じて適正な規格化を行
える。Preferably, the index value is calculated in consideration of each area of the tissue site and the blood flow site in the region of interest. According to this configuration, even when the areas of the tissue site and the blood flow site are different, appropriate normalization can be performed according to the difference.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0020】図1には、本発明に係る超音波診断装置の
好適な実施形態が示されており、図1はその全体構成を
示すブロック図である。FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration.
【0021】図1において、探触子10は生体表面に当
接して用いられあるいは体腔内に挿入して用いられる超
音波探触子である。探触子10は、複数の振動素子から
なるアレイ振動子を有しており、そのアレイ振動子を電
子走査することによって二次元データ取込み領域を形成
できる。本実施形態においては、精度良くドプラ情報の
抽出を行うために、従来装置同様に、一方向当たり複数
回(例えば10回)の超音波パルスの送信が行われてい
る。したがって、Bモード画像形成用の超音波パルスが
1回送信されると、それと相前後して同一の方向におい
てドプラ画像用の超音波パルスが複数回送信される。こ
れが二次元のデータ取込み領域にわたって繰り返される
ことになる。In FIG. 1, a probe 10 is an ultrasonic probe used in contact with the surface of a living body or inserted into a body cavity. The probe 10 has an array vibrator composed of a plurality of vibrating elements, and a two-dimensional data capturing area can be formed by electronically scanning the array vibrator. In the present embodiment, in order to extract Doppler information with high accuracy, transmission of ultrasonic pulses is performed a plurality of times (for example, 10 times) in one direction, similarly to the conventional apparatus. Therefore, when the ultrasonic pulse for forming the B-mode image is transmitted once, the ultrasonic pulse for the Doppler image is transmitted plural times in the same direction immediately before and after that. This will be repeated over the two-dimensional data acquisition area.
【0022】送受信器12は探触子10に対して送信信
号を供給するとともに、探触子10から出力される受信
信号を処理する公知の回路である。送受信器12から出
力される受信信号は検波器13を介して後述する表示処
理部42に出力されている。検波器13はBモード画像
を形成するために受信信号に対して検波を行う回路であ
る。ちなみに、Bモード画像形成用の他の回路について
は図示省略されている。The transceiver 12 is a known circuit that supplies a transmission signal to the probe 10 and processes a reception signal output from the probe 10. The received signal output from the transceiver 12 is output to a display processing unit 42 described later via the detector 13. The detector 13 is a circuit that detects a received signal to form a B-mode image. Incidentally, other circuits for forming a B-mode image are not shown.
【0023】送受信器12から出力される受信信号は、
直交検波器14に入力されている。この直交検波器14
は受信信号を複素信号に変換する公知の回路であり、2
つのミキサ16,18を有している。各ミキサ16,1
8においては受信信号に対して互いに位相が90度異な
る2つの参照信号が混合されている。The received signal output from the transceiver 12 is
It is input to the quadrature detector 14. This quadrature detector 14
Is a well-known circuit for converting a received signal into a complex signal.
It has two mixers 16 and 18. Each mixer 16, 1
In FIG. 8, two reference signals having phases different from each other by 90 degrees are mixed with the received signal.
【0024】A/D変換器20,22は、複素信号を構
成する実数部信号及び虚数部信号のそれぞれに対してサ
ンプリングを行う回路であり、これによって受信信号が
アナログ信号からデジタル信号に変換される。このサン
プリングはベースバンド領域において行われるため、従
来のようにRF信号領域でサンプリングを行う必要はな
い。ちなみに、ミキサ16,18とA/D変換器20,
22との間には、必要なローパスフィルタなどが設けら
れている。The A / D converters 20 and 22 are circuits for sampling each of the real part signal and the imaginary part signal constituting the complex signal, whereby the received signal is converted from an analog signal to a digital signal. You. Since this sampling is performed in the baseband region, there is no need to perform sampling in the RF signal region as in the related art. Incidentally, the mixers 16, 18 and the A / D converter 20,
A necessary low-pass filter or the like is provided between the control unit 22 and the control unit 22.
【0025】メモリ24,26はデジタル信号に変換さ
れた複素信号を一旦格納するための記憶部であり、この
メモリ24,26には例えば複数音線の信号が格納さ
れ、必要に応じてそれらの信号が読み出されている。The memories 24 and 26 are storages for temporarily storing the complex signals converted into digital signals. The memories 24 and 26 store, for example, signals of a plurality of sound rays, The signal is being read.
【0026】ローパスフィルタ(LPF)30は、心筋
に相当する信号成分を抽出するためのフィルタである。
しかしながら、血流エコーに比べて心筋エコーは極めて
大きいため、このようなローパスフィルタ30を必ずし
も設ける必要はない。ローパスフィルタ30から出力さ
れる実数部の信号I及び虚数部の信号Qは自己相関器3
2,34に入力されている。The low-pass filter (LPF) 30 is a filter for extracting a signal component corresponding to the myocardium.
However, since the myocardial echo is much larger than the blood flow echo, it is not always necessary to provide such a low-pass filter 30. The real-part signal I and the imaginary-part signal Q output from the low-pass filter 30 are
2, 34 are input.
【0027】自己相関器32は、同じ方向で取得された
複数の受信信号のそれぞれの間において自己相関を演算
する公知の回路である。この場合、相関を求める2つの
受信信号間の時間的なずれ、すなわち「ラグ」は送信パ
ルスの繰り返し周波数のTに一致している。The autocorrelator 32 is a known circuit that calculates an autocorrelation between a plurality of received signals acquired in the same direction. In this case, the time lag between the two received signals for which the correlation is to be obtained, that is, the “lag” matches the repetition frequency T of the transmission pulse.
【0028】一方、自己相関器34は、基本的に自己相
関器32と同一の構成を有している。この自己相関器3
4はラグ0で動作するように構成され、すなわち各信号
自身について自己相関が演算され、結果として実数部の
二乗及び虚数部の二乗を加算したものが出力されてい
る。自己相関器32及び自己相関器34については後に
図2を用いて説明する。On the other hand, the autocorrelator 34 has basically the same configuration as the autocorrelator 32. This autocorrelator 3
4 is configured to operate with a lag of 0, that is, the autocorrelation is calculated for each signal itself, and as a result, the sum of the square of the real part and the square of the imaginary part is output. The autocorrelator 32 and the autocorrelator 34 will be described later with reference to FIG.
【0029】速度演算器36は、自己相関器32から出
力される2つの出力X,Yの偏角を演算することにより
速度を求める公知の回路である。これにより求められた
速度情報は表示処理部42に送られると共に、比較器3
8に送られている。この速度情報を利用して公知の二次
元組織ドプラ画像が形成される。The speed calculator 36 is a well-known circuit that obtains a speed by calculating the argument of the two outputs X and Y output from the autocorrelator 32. The speed information obtained in this way is sent to the display processing section 42 and the comparator 3
8 has been sent. A known two-dimensional tissue Doppler image is formed using this speed information.
【0030】比較器38は、速度を所定の閾値V0と比
較する回路であり、速度がその閾値V0以上の場合に信
号104が出力されている。The comparator 38 is a circuit for comparing the speed with a predetermined threshold V 0, and outputs a signal 104 when the speed is equal to or higher than the threshold V 0 .
【0031】自己相関器34から出力されるパワーは、
加算平均回路44に入力され、ここで、各送受信方向ご
とにパワーが加算され、その加算結果が加算個数によっ
て除算されて、パワーの平均値が求められている。すな
わち、以下の値が求められている。The power output from the autocorrelator 34 is
The power is input to the averaging circuit 44, where the power is added for each transmission / reception direction, and the result of the addition is divided by the number of additions to obtain an average value of the power. That is, the following values are required.
【0032】[0032]
【数1】(1/m)*Σ{gn(t)}2 なお、上記のmは、同じ方向におけるドプラ用の超音波
パルスの送信回数に相当しており、{gn(t)}2は受
信信号のパワーを表している。ちなみに、nはエコーデ
ータの深さを表しており、それは時間tの関数である。[Number 1] (1 / m) * Σ { g n (t)} 2 The above m is equivalent to the number of transmission times of the ultrasonic pulses for Doppler in the same direction, {g n (t) } 2 represents the power of the received signal. Incidentally, n represents the depth of the echo data, which is a function of time t.
【0033】図1に示す実施形態においては加算平均回
路44が設けられていたが、もちろんそのような加算平
均を行うことなくパワーを直接的に演算部40に出力し
てもよい。In the embodiment shown in FIG. 1, the averaging circuit 44 is provided. However, the power may be output directly to the arithmetic section 40 without performing such averaging.
【0034】比較器46は、平均化されたパワーと所定
閾値P0とを比較する回路であり、パワーがその閾値P0
以上である場合に信号106を出力している。上記の比
較器38によって速度の大きさを考慮することにより、
IB値を演算するのに当たって多重エコーなどに代表さ
れるアーチファクトの影響を排除することが可能とな
る。また、上記の比較器46によって信号のパワーを考
慮することにより、IB値の演算に当たってたとえ関心
領域内に血流が存在していても心筋のみの情報を抽出で
きるという利点がある。これらについては後に説明す
る。The comparator 46 is a circuit for comparing the averaged power with a predetermined threshold P 0 , and the power is determined by the threshold P 0.
If the above is the case, the signal 106 is output. Considering the magnitude of the speed by the comparator 38,
In calculating the IB value, it is possible to eliminate the influence of artifacts represented by multiple echoes. In addition, by taking into account the signal power by the comparator 46, there is an advantage in calculating the IB value that information on only the myocardium can be extracted even if the blood flow exists in the region of interest. These will be described later.
【0035】演算部40は、入力されるパワーあるいは
平均化されたパワーを記憶し、該入力信号に基づいてI
B値を演算する回路である。そのIB値100は表示処
理部42に出力され、所定のグラフが作成されている。
また、演算部40は、後述するサイクリックバリエーシ
ョンの変動幅を演算する機能も有しており、その変動幅
102も表示処理部42に出力されている。ROI設定
器50は、二次元の超音波画像上においてIB値を演算
するための関心領域(ROI)を設定するための装置で
ある。ここで、必要に応じて、2つのROIが設定さ
れ、そのうちの一方が関心領域として利用され、もう一
方が参照領域として設定される。また、必要に応じて単
一の関心領域のみが設定され、この場合においては、そ
の単一の関心領域内において心筋部位のパワーと血流部
位のパワーの双方が利用されつつIB値の演算が行われ
る。The arithmetic unit 40 stores the input power or the averaged power, and based on the input signal,
This is a circuit for calculating the B value. The IB value 100 is output to the display processing unit 42, and a predetermined graph is created.
The calculation unit 40 also has a function of calculating a variation width of a cyclic variation described later, and the variation width 102 is also output to the display processing unit 42. The ROI setting device 50 is a device for setting a region of interest (ROI) for calculating an IB value on a two-dimensional ultrasonic image. Here, if necessary, two ROIs are set, one of which is used as a region of interest, and the other is set as a reference region. In addition, only a single region of interest is set as needed. In this case, the calculation of the IB value is performed while using both the power of the myocardial site and the power of the blood flow region within the single region of interest. Done.
【0036】時相指定器52は、サイクリックバリエー
ションにおいて互いに対比するIB値を特定するための
時間指定を行う装置である。例えば、拡張期及び収縮期
におけるIB値がこれによって指定される。ちなみに、
ROI設定器50及び時相指定器52は例えばキーボー
ドやトラックボールなどの入力装置で構成されるもので
ある。もちろん、そのような設定及び指定が自動的に行
われるようにしてもよい。The time phase designator 52 is a device for designating time for specifying IB values to be compared with each other in a cyclic variation. For example, it specifies the IB values in diastole and systole. By the way,
The ROI setting device 50 and the time phase designator 52 are configured by input devices such as a keyboard and a trackball. Of course, such setting and designation may be automatically performed.
【0037】表示処理部42は、例えばデジタルスキャ
ンコンバータ(DSC)等で構成されるものであり、こ
の表示処理部42によって二次元ドプラ画像、Bモード
画像及びIB値グラフなどが形成される。それらの各画
像は互いに合成され、1枚の画像として表示器48に出
力されることになる。ちなみに、その画像内には必要に
応じてサイクリックバリエーションの変動幅を示す値な
ども数値として含まれる。The display processing unit 42 is constituted by, for example, a digital scan converter (DSC) or the like. The display processing unit 42 forms a two-dimensional Doppler image, a B-mode image, an IB value graph, and the like. These images are combined with each other and output to the display 48 as one image. Incidentally, the image includes a value indicating a fluctuation range of the cyclic variation as a numerical value as necessary.
【0038】図2には、図1に示した自己相関器32の
具体的な構成例が示されている。この自己相関器32の
回路構成はそれ自体公知である。図2において、自己相
関器32は、2つのディレイ54,56と、4つのミキ
サ58〜64と、2つの加算器66,68で構成されて
いる。ディレイ54,56においては超音波ビーム1本
分のディレイが行われており、すなわち、同一方向につ
いて取得された受信信号間において各深さごとに自己相
関が演算されている。FIG. 2 shows a specific configuration example of the autocorrelator 32 shown in FIG. The circuit configuration of the autocorrelator 32 is known per se. 2, the autocorrelator 32 includes two delays 54 and 56, four mixers 58 to 64, and two adders 66 and 68. In the delays 54 and 56, a delay corresponding to one ultrasonic beam is performed, that is, autocorrelation is calculated for each depth between received signals acquired in the same direction.
【0039】なお、自己相関器34は図2に示す回路構
成からディレイ54,56を除去したものに相当する。
すなわち、実数部の二乗と虚数部の二乗を加算したもの
を演算する回路に相当する。この場合、加算器66から
の出力のみが利用されることになる。The autocorrelator 34 corresponds to a circuit configuration in which the delays 54 and 56 are removed from the circuit configuration shown in FIG.
That is, it corresponds to a circuit that calculates the sum of the square of the real part and the square of the imaginary part. In this case, only the output from the adder 66 is used.
【0040】図3には、図1に示した演算部40の構成
例が示されている。パワー積分器70には、自己相関器
34で演算されたパワーあるいはそれを平均化した平均
化パワーが入力される。積分制御器72は、積分を行う
か否かを判定する回路であり、積分制御器72は、上述
したように比較器38から信号104が出力され、か
つ、比較器46から信号106が出力された場合のみパ
ワーの積分を許容している。もちろん、その積分はRO
I内において実行され、このために積分制御器72には
ROI座標データ及び各データのアドレスが入力されて
いる。メモリ74には、組織についてのパワー積分値が
格納され、一方、メモリ76には血流についてのパワー
積分値が格納される。もちろん、いずれか一方のメモリ
のみを設け、そのメモリに先に求められたパワー積分値
を格納するようにしてもよい。FIG. 3 shows an example of the configuration of the arithmetic unit 40 shown in FIG. The power calculated by the autocorrelator 34 or the averaged power obtained by averaging the power is input to the power integrator 70. The integration controller 72 is a circuit that determines whether or not to perform integration. The integration controller 72 outputs the signal 104 from the comparator 38 and the signal 106 from the comparator 46 as described above. Only when the power is integrated. Of course, the integration is RO
The integration controller 72 receives the ROI coordinate data and the address of each data. The memory 74 stores the power integrated value for the tissue, while the memory 76 stores the power integrated value for the blood flow. Of course, it is also possible to provide only one of the memories and store the power integration value obtained earlier in that memory.
【0041】除算部78は、組織パワー積分値を血流パ
ワー積分値で除算することによって、組織パワー積分値
を規格化するための回路であり、この除算部78の出力
結果としてIB値を得ることが可能となる。IB値は上
述したように表示処理部42に出力される。その表示処
理部42には上述のようにIB値グラフ作成器84を有
しており、それによってIB値グラフが作成される。The dividing unit 78 is a circuit for normalizing the tissue power integrated value by dividing the tissue power integrated value by the blood flow power integrated value, and obtains an IB value as an output result of the dividing unit 78. It becomes possible. The IB value is output to the display processing unit 42 as described above. The display processing unit 42 has the IB value graph creator 84 as described above, and thereby creates an IB value graph.
【0042】図3に示す構成例では、演算されたIB値
がメモリ80内に格納されている。具体的には、心臓の
複数心拍にわたってメモリ80内にIB値が格納されて
いる。変動幅演算部82は時相指定器52によって指定
された2つの時相に対応するIB値を求め、それらの比
を演算することによってサイクリックバリエーションの
変動幅を演算している。その変動幅の単位は例えばdB
である。In the configuration example shown in FIG. 3, the calculated IB value is stored in the memory 80. Specifically, the IB value is stored in the memory 80 over a plurality of heart beats. The fluctuation range calculator 82 calculates the IB values corresponding to the two time phases designated by the time phase designator 52, and calculates the ratio of the IB values to calculate the fluctuation range of the cyclic variation. The unit of the fluctuation range is, for example, dB
It is.
【0043】図5には、二次元超音波画像92上に設定
される2つの関心領域ROI1,ROI2が示されてい
る。ROI1は組織に対する関心領域であり、ROI2
は血流部位に対する関心領域すなわち参照領域である。
このように同一のフレーム内に参照領域を設定すること
により、組織パワーを極めて簡単に規格化することが可
能となる。ちなみに、血流パワーは個体差があまりない
ことが確認されており、精度のよい規格化を行えること
が実証されている。FIG. 5 shows two regions of interest ROI1 and ROI2 set on the two-dimensional ultrasonic image 92. ROI1 is a region of interest to the organization and ROI2
Is a region of interest for the blood flow site, that is, a reference region.
By setting the reference area in the same frame in this way, it is possible to standardize the tissue power very easily. Incidentally, it has been confirmed that there is not much individual difference in blood flow power, and it has been proved that accurate normalization can be performed.
【0044】図6には、単一のROIを利用してIB値
を演算する場合が示されている。すなわち、超音波画像
内において組織と血流とに跨るように単一のROIが設
定される。そして、血流部についてのパワー積分値と組
織についてのパワー積分値の両者が個別的に演算され、
上述のように組織パワーの積分値を血流パワーの積分値
で除算することによってIB値が演算されている。FIG. 6 shows a case where an IB value is calculated using a single ROI. That is, a single ROI is set so as to straddle the tissue and the blood flow in the ultrasonic image. Then, both the power integrated value for the blood flow portion and the power integrated value for the tissue are individually calculated,
As described above, the IB value is calculated by dividing the integral value of the tissue power by the integral value of the blood flow power.
【0045】図4には、単一のROIを用いる場合にお
ける演算部40の構成例が示されている。なお、図3に
示した構成と同様の構成には同一符号を付しその説明を
省略する。FIG. 4 shows an example of the configuration of the arithmetic unit 40 when a single ROI is used. The same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0046】組織/血流判別部88は、この図4に示す
構成例において速度比較結果及びパワー比較結果に基づ
き組織と血流との判別を行っている。その判別結果は、
積分制御器72に入力されている。もちろん、その判別
はROI内において行われており、そのためにROI座
標データが入力され、座標データが組織/血流判別部8
8に入力されている。その判別結果は面積演算部90に
送られており、面積演算部90は同じROI内における
組織の面積と血流の面積を別々に演算している。そし
て、その演算結果は、それを重み付け値として利用する
ために除算部78に送られている。除算部78では、組
織パワー積分値を組織面積で規格化し、一方血流パワー
積分値を血流面積で規格化する演算を実行した上で、上
述した除算演算を実行してIB値を求めている。The tissue / blood flow discriminating section 88 discriminates between tissue and blood flow based on the speed comparison result and the power comparison result in the configuration example shown in FIG. The result of the determination is
It is input to the integration controller 72. Of course, the discrimination is performed in the ROI. For this purpose, the ROI coordinate data is input, and the coordinate data is input to the tissue / blood flow discriminating unit 8.
8 has been entered. The discrimination result is sent to the area calculation unit 90, and the area calculation unit 90 separately calculates the area of the tissue and the area of the blood flow in the same ROI. Then, the calculation result is sent to the division unit 78 in order to use it as a weight value. The dividing unit 78 normalizes the tissue power integrated value by the tissue area, executes the operation of normalizing the blood flow power integrated value by the blood flow area, and then executes the above-described division operation to obtain the IB value. I have.
【0047】この構成によれば、単にROIを組織と血
流とに跨るように設定するだけで、自動的に規格化され
たIB値を得ることが可能となる。According to this configuration, it is possible to automatically obtain a standardized IB value simply by setting the ROI so as to straddle the tissue and the blood flow.
【0048】図7には、表示器48に表示されるIB値
グラフが示されている。図1に示した時相指定器52に
よって、そのグラフ上において最大ピークと最小ピーク
が指定され(符号94,96参照)、各指定されたIB
値の比としてサイクリックバリエーションの変動幅が自
動演算される。なお、パワー積分値による規格化を行う
必要がない場合には、パワー積分結果をそのままIB値
としてもよい。但し、この場合にはROIの面積でその
組織パワー積分値を規格化する必要がある。FIG. 7 shows an IB value graph displayed on the display 48. The maximum peak and the minimum peak are designated on the graph by the time phase designator 52 shown in FIG. 1 (see reference numerals 94 and 96), and each designated IB
The fluctuation range of the cyclic variation is automatically calculated as the value ratio. When it is not necessary to perform the normalization based on the power integration value, the power integration result may be directly used as the IB value. However, in this case, it is necessary to standardize the tissue power integral value with the area of the ROI.
【0049】なお、図5において、ROI1及びROI
2の面積は同一である。それらの2つのROIの面積が
異なる場合には、その差を補償する演算を除算部78で
行う必要がある。In FIG. 5, ROI1 and ROI1
2 have the same area. If the areas of the two ROIs are different, it is necessary for the division unit 78 to perform an operation to compensate for the difference.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
組織性状を評価するための指標値を簡単な構成で演算す
ることができ、また、その指標値を精度良く演算するこ
とができる。As described above, according to the present invention,
An index value for evaluating tissue properties can be calculated with a simple configuration, and the index value can be calculated with high accuracy.
【図1】 本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形
態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
【図2】 自己相関器の回路構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration example of an autocorrelator.
【図3】 演算部の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a calculation unit.
【図4】 演算部の他の構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating another configuration example of the calculation unit.
【図5】 2つのROIの設定を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating setting of two ROIs.
【図6】 単一のROIの設定を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating setting of a single ROI.
【図7】 IB値グラフを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an IB value graph.
10 探触子、12 送受信器、14 直交検波器、3
0 ローパスフィルタ(LPF)、32,34 自己相
関器、36 速度演算器、38 比較器、40演算部、
42 表示処理部、44 加算平均回路、46比較器、
50 ROI設定器、52 時相指定器。10 probe, 12 transceiver, 14 quadrature detector, 3
0 low-pass filter (LPF), 32, 34 autocorrelator, 36 speed calculator, 38 comparator, 40 calculator,
42 display processing unit, 44 averaging circuit, 46 comparator,
50 ROI setting device, 52 time phase designator.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−173429(JP,A) 特開 平2−289237(JP,A) 特開 平8−84729(JP,A) 特開 平4−282144(JP,A) 特許2784048(JP,B2) 特許2647846(JP,B2) 特表 平8−511184(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 8/00 - 8/15 Continuation of front page (56) References JP-A-8-173429 (JP, A) JP-A-2-289237 (JP, A) JP-A-8-84729 (JP, A) JP-A-4-282144 (JP) , A) Patent 2784048 (JP, B2) Patent 2647846 (JP, B2) Table 8-511184 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 8/00-8 / 15
Claims (11)
に変換する複素信号変換手段と、 前記複素信号に基づいてパワーを演算するパワー演算手
段と、設定された二次元の関心領域内で 前記パワーに対して積
分を実行することにより、組織性状を表す指標値として
インテグレイテッドバックスキャッター値を演算する指
標値演算手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。A transmitting / receiving means for transmitting / receiving an ultrasonic wave; a complex signal converting means for converting a received signal obtained by transmitting / receiving the ultrasonic wave into a complex signal; and calculating a power based on the complex signal. a power calculating means for, by executing the integration to the power at the set two-dimensional region of interest, as an index value that represents the tissue state
An index value calculating means for calculating an integrated backscatter value ; and an ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
器であることを特徴とする超音波診断装置。2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein said power calculation means is an autocorrelation calculator that operates with a lag of zero.
手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。3. A device according to claim 1, the ultrasonic diagnostic apparatus characterized the early days including the region of interest setting means for setting a region of interest on the ultrasound image.
比して周期変動の変動幅を演算する手段を含むことを特
徴とする超音波診断装置。4. The apparatus according to claim 1, further comprising: means for comparing two index values calculated during diastole and systole of the heart to calculate a fluctuation width of the periodic fluctuation. Diagnostic device.
を特徴とする超音波診断装置。5. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4 , wherein said periodic fluctuation is a cyclic variation.
手段と、 前記所定の閾値よりも前記パワーの方が大きい場合に当
該パワーを有効と判定する第1有効判定手段と、 を含み、 前記指標値演算手段は、有効と判定されたパワーについ
てだけ積分を実行することを特徴とする超音波診断装
置。6. The apparatus according to claim 1, wherein first comparing means for comparing the magnitude of the power with a predetermined threshold value, and when the power is larger than the predetermined threshold value, the power is valid. An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: a first validity determining unit for determining; and wherein the index value calculating unit performs integration only on the power determined to be valid.
と、 前記速度と所定の閾値とを比較する第2比較手段と、 前記所定の閾値よりも前記速度が大きい場合に当該パワ
ーを有効と判定する第2有効判定手段と、 を含み、 前記指標値演算手段は、有効と判定されたパワーについ
てだけ積分を実行することを特徴とする超音波診断装
置。7. The apparatus according to claim 1, wherein a speed calculating unit that calculates a speed based on the received signal; a second comparing unit that compares the speed with a predetermined threshold; Second validity determining means for determining that the power is valid when the speed is high; and wherein the index value calculating means performs integration only on the power determined to be valid. apparatus.
の関心領域設定手段と、 超音波画像上に参照領域を設定するための参照領域設定
手段と、 受信信号からパワーを演算するパワー演算手段と、 前記関心領域内において前記パワーを積分して関心領域
パワー積分値を演算する第1積分手段と、 前記参照領域内において前記パワーを積分して参照領域
パワー積分値を演算する第2積分手段と、 前記関心領域パワー積分値を前記参照領域パワー積分値
で規格化して、組織性状を表す指標値としてインテグレ
イテッドバックスキャッター値を演算する規格化演算手
段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。8. A region of interest setting means for setting a region of interest on an ultrasonic image, a reference region setting means for setting a reference region on an ultrasonic image, and a power calculation for calculating power from a received signal Means, first integration means for integrating the power in the region of interest to calculate a power integration value of the region of interest, and second integration for integrating the power in the reference region to calculate a power integration value of the reference region. means and, Integre the region of interest power integration value normalized by the reference area power integration value, as an index value that represents the tissue state
An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: a standardizing operation means for calculating an iterated backscatter value .
領域は心臓の血流部位上に設定されることを特徴とする
超音波診断装置。9. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 8 , wherein the region of interest is set on a myocardial part of the heart, and the reference area is set on a blood flow part of the heart.
とに跨って単一の関心領域を設定するための関心領域設
定手段と、 受信信号からパワーを演算するパワー演算手段と、 前記関心領域内の組織部位について前記パワーを積分し
て組織パワー積分値を演算する第1積分手段と、 前記関心領域内の血流部位について前記パワーを積分し
て血流パワー積分値を演算する第2積分手段と、 前記組織パワー積分値を前記血流パワー積分値で規格化
して、組織性状を表す指標値としてインテグレイテッド
バックスキャッター値を演算する規格化演算手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。10. A region-of-interest setting means for setting a single region of interest on an ultrasonic image over a blood flow site and a tissue site; a power calculation unit for calculating power from a received signal; A first integrating means for integrating the power for a tissue site in the region of interest to calculate a tissue power integrated value; and a second integrating means for integrating the power for a blood flow site in the region of interest to calculate a blood flow power integrated value. and second integrating means, normalized the tissue power integration value in the blood flow power integration value, integrated as an index value that represents the tissue state
An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: a normalization operation means for calculating a backscatter value .
を考慮して前記指標値が演算されることを特徴とする超
音波診断装置。11. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 10 , wherein the index value is calculated in consideration of each area of a tissue part and a blood flow part in the region of interest.
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